LAS ENERGÍAS NO

RENOVABLES

Tema 2 Tecnología Industrial I

FUENTES DE ENERGÍA PRIMARIA

Geotérmica -Hidrotérmica

FUENTES DE ENERGÍA SECUNDARIA

Son aquellas resultantes de las energías primarias,

que han sufrido algún proceso de transformación.

Ejemplos:

• Gasolinas

• Gasóleos

• Carbón de coque

• Etc.

La electricidad puede considerarse más que como

una energía secundaria, una energía de transición.

EL CARBÓN (Combustibles fósiles)

Características: color, composición, etc.

Tipos: minerales y artificiales MINERALES

ARTIFICIALES

Carbón vegetal: obtención y utilización

Carbón de coque: obtención y utilización

APLICACIONES DEL CARBÓN FABRICACIÓN DE CARBÓN DE COQUE (a partir de la hulla) Utilidades:

• Servir de combustible, para fundir el mineral de hierro en los hornos altos

• Emitir gases que reaccionen con los óxidos ferrosos para obtener hierro. Proceso de reducción del mineral.

OBTENCIÓN DE PRODUCTOS INDUSTRIALES

• Gas ciudad

• Vapores amoniacales: sulfato amónico (fertilizantes)

• Grafito

• Brea o alquitrán.- Aceites: medicamentos (ácido acetil salicínico), colorantes, explosivos, etc.

• Pez.- Asfalto para las carreteras o impermeabilización de paredes.

PRODUCIÓN DE ELECTRICIDAD EN CENTRALES CLÁSICAS

Generadores de vapor Turbina de vapor

Principal inconveniente: alto grado de contaminación atmosférica.

VÍDEO VÍDEO

RECEPCIÓN Y

PREPARACIÓN DE LA

MATERIA PRIMA

(CARBÓN)

COMBUSTIÓN EN

LA CALDERA

PRODUCCIÓN

DE VAPOR

TURBINAS

Alta presión

Media presión

Baja presión

GENERADORES

DE CORRIENTE

ALTERNA

TRANSFORMADORES

20Kv/420 Kv

CONDENSADORES LÍNEAS DE

TRANSPORTE

REFRIGERANTE

CHIMENEA

Precipitadores _Filtros

DIAGRAMA DE GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD EN UNA CENTRAL

TÉRMICA CLÁSICA

AIRE

CON AGUA

CON AIRE

VAPOR+ LÍQUIDO

LÍQUIDO

VAPOR

TRIFÁSICA

FRÍO CALIENTE

EN

ER

GÍA

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EN

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CALOR

AGUA

FORMAS DE EXTRAER EL CARBÓN

Hay dos formas de extraer el carbón:

Explotación subterránea.- Se excavan pozos denominados galerías, hasta llegar a la veta de carbón. Se suele transportas hasta la superficie en vagonetas o montacargas.

A veces aparece un gas denominado grisú y compuesto mayoritariamente de metano, que en contacto con las chispas produce explosiones. Este sistema es caro y peligroso.

Explotación a cielo abierto.- Se utiliza en aquellos yacimientos que están situados a ras de suelo. Su extracción es menos peligrosa y más barata, aunque tiene sus inconvenientes. Animación VÍDEO

NUEVAS TECNOLOGÍAS EN CENTRALES TERMICAS CLÁSICAS

Combustión en lecho fluido: Carbón pulverizado

mezclado con cal y mediante una corriente

ascendente de aire los hace flotar.

Ventajas:

a) Mayor superficie de contacto (arde mejor)

b) El azufre reacciona con la cal y evita emisiones ácidas.

Gasificación del carbón: inyección de oxígeno o aire y

vapor de agua sobre la masa de carbón, se obtiene un

gas combustible aprovechable.

CARBÓN Y MEDIO AMBIENTE

a) IMPACTO MEDIOAMBIENTAL

La combustión de este mineral provoca una emisión de óxidos de azufre, óxidos de

nitrógeno, partículas sólidas, hidrocarburos y dióxido de carbono. Estos gases son

difícilmente reabsorbidos por los procesos naturales, originando graves

consecuencias, como:

Efecto invernadero: aumento del tanto por ciento de CO2 en la atmósfera. Aumento

de la temperatura media. Entra energía de onda corta e intenta salir la radiación de

onda larga, pero es absorbida por la atmósfera.

Lluvia ácida: las emisiones de azufre y óxido de nitrógeno, reaccionan con el vapor

de agua atmosférico favorecido por la radiación solar, transformándose en ácido

sulfúrico y ácido nítrico.

Pérdida del manto fértil: bosques, hierbas, etc.

Contaminación de los ríos: flora y fauna de estos.

Deterioro del patrimonio arquitectónico: estos gases atacan a la piedra.

b) TRATAMIENTO DE RESIDUOS

Los residuos sólidos, como las cenizas, si se depositan en vertederos controlados no

perjudican el medio ambiente, aun siendo ricas en azufre.

EL PETRÓLEO (Combustibles fósiles) CARACTERÍSTICAS

Composición:

Carbono entre el 80 y el 90%

Hidrógeno entre el 10 y el 15%

Azufre entre el 0,1 al 8%

Oxígeno valores inferiores al 1,5%

Nitrógeno valores inferiores al 1%

Color: pardo oscuro

Densidad: entre el 0,8 y el 0,95 kg/dm3. No se disuelve en el agua.

Origen: la misma que la del carbón , pero con una doble descomposición de la materia orgánica

a) Descomposición con bacterias aerobias.

b) Descomposición anaerobia. En roca porosa rodeada de roca impermeable (arcilla).

POZOS PETROLÍFEROS El proceso de extracción es complicado y exige un personal muy

especializado con unos equipos costosos.

Se emplean métodos sísmicos, que nos aportan datos muy concretos y

específicos sobre la estructura del subsuelo sin tener que perforar el terreno.

Composición del pozo:

Petróleo dentro de la roca porosa

En la parte superior, gas natural y otros hidrocarburos gaseosos.

En la parte inferior, agua salada.

En los laterales roca impermeable arcillosa.

Todo el conjunto rodeada de roca impermeable (arcilla).

Al perforar lo que sale es el gas natural a presión. Si perforamos más sale el

petróleo empujado por la presión del gas.

Esta presión va disminuyendo llegando un momento en el que hay que

inyectar desde el exterior agua o aire a presión para que el petróleo siga

fluyendo. Formación del petróleo VÍDEO

LAS REFINERÍAS

En las refinerías se realiza una destilación fraccionada o múltiple del petróleo, separándose los distintos hidrocarburos que lo forman.

Al calentar el crudo a unas temperaturas de 340 ºC, los gases que se forman van ascendiendo en la torre de destilación y condensándose en a diferentes alturas según sus diferentes puntos de licuación. Como las temperaturas de ebullición están muy próximas de unas de otras, hay un arrastre de componentes y se hacen

necesarias nuevas y repetidas destilaciones (múltiples)

Cuando en el mercado hay más demanda de un producto petrolífero que de otro, como en el caso de la gasolina con respecto a otros subproductos (alquitrán), se recurre a un proceso que se denomina craqueo, consistente en calentar el hidrocarburo por encima de la temperatura de ebullición rompiendo esas moléculas complejas y obteniendo otras de menor peso molecular que coincidan con las de producto que queremos obtener.

Proceso Refinería

VÍDEO VÍDEO

EL GAS NATURAL (Combustibles fósiles) Origen: descomposición de la materia orgánica en un proceso similar al del

petróleo.

De donde se puede extraer:

a) De la parte superior de las bolsas de petróleo (gas natural húmedo), mezclado con hidrocarburos procedentes del petróleo, como el metano CH4, etano C2H6, propano C3H8 y butano C4H10

a) En bolsas recubiertas de material impermeable (arcilla) y sometidas a grandes presiones (gas natural seco). Este gas esta compuesto básicamente por metano y etano (más del 70%) y pequeñas proporciones de hidrógeno (H2) y nitrógeno (N2).

En la superficie se licua (grandes presiones) y se almacena en unos depósitos (gasómetros) y se distribuye mediante gasoductos o licuado en camiones cisternas.

El gas natural antes de ser utilizado se somete a un proceso de purificación o limpieza, quedando la siguiente composición 84% de metano, 8% de etano, 2% de propano y algunas pequeñas impurezas

El porcentaje de azufre es muy bajo, siendo poco contaminante, genera CO2 y H2O. Poder calorífico 8540 kcal/m3

Qué es el gas natural VÍDEO

HIDROCARBUROS SÓLIDOS, LÍQUIDOS Y GASEOSOS

OTROS COMBUSTIBLES QUE NO

PROCEDEN DE PETRÓLEO

Los GLP es el nombre que reciben el

propano y el butano sometidos, para su

comercialización, a grandes presiones y

licuados.

* Gas ciudad o manufacturado

* Acetileno (C2H2). Se emplea en la soldadura oxiacetilénica. Poder calorífico alto de 13600 Kcal/m3

IMPACTO MEDIOAMBIENTAL DEL PETRÓLEO Al ser un combustible fósil de formación similar a la del carbón, los efectos

medioambientales son parecidos (lluvia ácida y efecto invernadero).

Medidas correctoras:

• Utilización de gasolinas sin plomo. Menos gases contaminantes y eliminar las

emisiones de partículas de plomo.

• Gasóleos libres de azufre.

• Instalaciones de centrales térmicas que utilicen gas natural en lugar de gasóleo

o fuel óleo.

El transporte de petróleo se realiza por medio terrestres (oleoductos) o por

medio marítimo (a través de grandes petroleros). Este último tiene el riesgo de

desastre ecológico cuando se produce un accidente en el mar.

Los pocos residuos petrolíferos son fáciles de eliminar. Estos se producen

cuando se está refinando el petróleo, en la parte más alta de la torre de

destilación. Se producen gases (metano+etano) que son muy difíciles de licuar,

pues necesitaríamos presiones muy altas. La forma de eliminarlos es

quemándolos en la propia refinería con la consiguiente emisión a la atmósfera

de monóxido de carbono CO y dióxido de carbono CO2

CENTRALES TÉRMICAS DE CICLO COMBINADO I

CENTRALES TÉRMICAS DE CICLO COMBINADO II

Central de ciclo combinado VÍDEO

Descripción general:

El ciclo combinado es la utilización conjunta (combinada) de dos ciclos

termodinámicos diferentes para la extracción de la energía del combustible.

El primero es el del gas, denominado Brayton; y el del segundo, el del vapor,

denominado Rankine. La combinación de los dos procesos resulta una

extracción más completa de la energía y obtiene rendimientos que

actualmente superan el 57%, inimaginables en un proceso simple que llega a

unos máximos del 40%.

El gas natural mezclado con aire a presión entra en una combustión. De los

gases que produce se extrae la energía, primero, y de forma directa, en la

turbina de gas y a continuación, los gases de escape que están todavía a unos

500 ºC se hacen circular a través de una caldera de recuperación de calor. En

esta caldera se produce vapor cuya energía es extraída por una turbina de

vapor. Este proceso requiere una refrigeración con agua para condensar el

vapor expandido en la turbina. Esta agua puede circular de forma abierta, es

decir, que entra y sale, pasa por el condensador y vuelve al río algo

recalentada o en forma cerrada, que pasa por el condensador, se enfría en las

torres de refrigeración y vuelve a recircular.

CENTRALES TÉRMICAS DE CICLO COMBINADO III

ENERGÍA NUCLEAR

PROCEDENCIA

Procede de la materia contenida en el núcleo de los átomos. Cuando rompemos o fisionamos el núcleo de ciertos átomos de uranio o plutonio se libera una gran cantidad de energía en forma de calor. En otras ocasiones esta energía térmica se obtiene al fusionar o unir un núcleo de deuterio y otro de tritio formando helio.

En la fisión se sabe que la diferencia de peso inicial y el peso final de sus componentes es equivalente a la energía liberada:

La masa desintegrada se convierte en energía según la ecuación de Einstein E = m c2 Energía (J); m (kg.) c = velocidad de la luz (3*108 m/s)

TIPOS DE REACCIONES NUCLEARES

De fisión:

La utilizamos para obtener energía eléctrica en las centrales térmicas nucleares y en submarinos nucleares como energía de propulsión, además tiene otras aplicaciones como la médica, la militar, etc.

La totalidad de la energía eléctrica obtenida en el mundo procede de este método.

De fusión:

Está en fase experimental. Se supone que este es el fenómeno es el que produce espontáneamente en el Sol, pero en la actualidad no se ha conseguido energía comercial alguna.

ENERGÍA NUCLEAR (INTRODUCCIÓN)

A nivel tecnológico estudiaremos la energía nuclear sobre todo en función de su capacidad para generar energía eléctrica, sin olvidarnos de otros fines, como militares, médicos, etc.

Este tipo de energía tiene muchas ventajas si las medidas de seguridad se llevan a rajatabla, pero infinidad de inconvenientes, si estas medidas se relajan.

Se define como energía nuclear como aquella energía que desprende o absorbe el núcleo de un átomo cuando en el se produce una reacción nuclear.

La energía nuclear tiene su origen en la materia, cuando por ruptura (fisión) o unión (fusión) de átomos, se emite una gran cantidad de calor y otras radiaciones.

En España aproximadamente un 21% de la energía eléctrica que se produce proviene de la nuclear. En el mundo viene a ser el 15%. Hay países como EEUU con el 20 %, Japón con el 25 % o Francia donde estos valores llegan hasta el 77%.

ENERGÍA NUCLEAR

El número de protones nos dice el número atómico (Z), se representa ZE. En la tabla del sistema periódico, el hidrógeno es el 1, el helio el 2, etc.

A la suma de protones y neutrones se le denomina número másico (A)(*), se representa *E o AE. Un elemento puede presentar diferentes números másicos. Estos núcleos tienen el mismo número de protones pero diferente número de neutrones, se les denominan isótopos.

Ejemplo:

El hidrógeno posee un protón en el núcleo (AZH) pero según el número de neutrones,

presentan tres isótopos.

Protio, con ningún neutrón. La mayoría son de este tipo. Es lo que conocemos realmente como hidrógeno (1

1H). Abundancia 99,98%.

Deuterio, con un neutrón (21H).

Tritio, con dos neutrones (31H).

La energía obtenida proviene de la desigualdad de la materia que existe en la reacción entre los elementos radiactivos y los resultantes de la reacción.

Una reacción nuclear no es una combustión (quemar). En una combustión ordinaria hay una reacción química, los productos obtenidos, son cenizas, humos y calor, permaneciendo los mismos elementos químicos siendo las masas iníciales y finales iguales. En las reacciones nucleares los elementos resultantes son distintos pero además la masa final resultante es ligeramente inferior a la inicial.

ENERGÍA NUCLEAR DE FISIÓN

Se provoca la ruptura del núcleo de un átomo pesado, en dos más ligeros, es decir, rotura o escisión de dicho núcleo mediante el bombardeo de partículas (protones, rayos gamma, neutrones, etc.). Lo habitual suele ser mediante impacto de neutrones. En todo el núcleo existe almacenada una gran cantidad de energía (todas las partículas ligadas unas con otras), al producirse la fisión parte de esta energía se libera y se manifiesta en forma de calor. Además se desprende una serie de radiaciones (partículas subatómicas) perjudiciales para la salud.

Estas reacciones tienen la posibilidad de verificarse en cadena, es decir, que el número de neutrones desprendidos sea cada vez mayor, aumentando de esta manera el número de reacciones que se producen en la unidad de tiempo y por consiguiente la energía liberada con lo que si el proceso no se controlase, transcurriría con violencia explosiva.

Los neutrones desprendidos son muy rápidos, poseen una energía muy elevada y son poco aptos para producir reacciones de fisión, por lo que es necesario frenarlos (bajar su energía) y esto se consigue haciéndolos chocar repetidas veces contra átomos de pequeño tamaño (moderador).

ENERGÍA NUCLEAR DE FISIÓN

235U

235U 235U

235U 235U

n

n

n n

REACCIÓN EN CADENA

FISIÓN DEL NÚCLEO DE UN ÁTOMO DE U-235

El combustible nuclear. Solo tres isótopos

radiactivos cumplen las condiciones idóneas

para ser fisionables: uranio 233, plutonio 239

y uranio 235 Suele utilizarse este último

enriquecido (de forma artificial) con un

contenido del 3 al 4%.

ENERGÍA NUCLEAR (FISIÓN)

QUE PUEDEN HACER LOS NEUTRONES PRODUCIDOS:

• Pueden escaparse del material fisionable, sin reacción alguna.

• Pueden ser absorbidos por las impurezas.

• Pueden ser absorbidos por los núcleos de U-235 y fisionarlos dando origen a nuevos neutrones.

Resulta evidente que para que se produzca y mantenga una reacción

de fisión nuclear será necesaria una masa mínima de material fisionable, pues en caso contrario los neutrones producidos se escaparían sin producir nuevas fisiones. Esta masa mínima se le conoce con el nombre de masa crítica y en el caso del U-235 oscila entre 1 y 2 kg.

Generación de energía nuclear

VÍDEO

EMISIONES DE UNA CENTRAL NUCLEAR

PRODUCTOS DE UNA REACIÓN NUCLEAR

Los materiales reactivos como el uranio emiten además del calor unas radiaciones que son nocivas para todos los seres vivos. Entre ellas las más importantes son:

• Radiaciones alfa α .- Son núcleos de helio cargados positivamente. Pueden recorrer distancias pequeñas a una velocidad de 20.000 km/s, siendo detenidos por una hoja fina de papel o la piel de cuerpo humano.

• Radiaciones beta β .- Están formadas por electrones. Carga negativa con una velocidad de 200.000 km./s. Para frenarlas hace falta una lámina delgada metálica o una gruesa de madera.

• Rayos X .- Son de tipo electromagnético. Se desplaza a la velocidad de la luz 300.000 km/s Para frenarlos hace falta una chapa de plomo.

• Radiaciones gamma γ.- Son también de carácter electromagnético, pero de mayor poder de penetración. Necesitan una capa más gruesa de plomo.

• Neutrones .- Se emiten en las radiaciones en cadena. Son las más penetrantes. Para frenarlas hace falta un grueso muro de hormigón o agua.

PAPEL ALUMINIO PLOMO HORMIGÓN

COMPONENTES DE UNA CENTRAL NUCLEAR

FUNCIONAMIENTO

CENTRAL

NUCLEAR

VÍDEO

Reactor BWR

COMPONENTES DE UNA CENTRAL NUCLEAR

EL REACTOR NUCLEAR es el principal componente de una central nuclear. Es la parte de la instalación donde se producen las reacciones nucleares. Consiste en una vasija de presión, metálica de acero (20 cm de espesor) que se encuentra en el interior de un conjunto blindado formado por un grueso recinto exterior de hormigón y dentro de este un revestimiento de acero. Tiene una forma cilíndrica con una cubierta o cúpula semiesférica.

El combustible se introduce en unos tubos o vainas metálicas (núcleo activo) de 5 m de longitud por 1 cm de diámetro, que son de aceros inoxidables o aleados. Es donde se aloja el material combustible (pastillas de 1 cm de diámetro por 1-2 cm de grosor, aprox.)

En el núcleo hay una fuente de neutrones que se encuentra inmersa en un moderador (reactor lento) o no inmersa (reactor rápido). El moderador puede ser de agua ligera (hidrogeno normal o protio), agua pesada (deuterio), berilio o grafito. La función del moderador es reducir la velocidad de los neutrones (de 20.000 a 2,2 km/s) para asegurar su impacto sobre otros núcleos de átomos radiactivos.

En el núcleo se encuentra siempre además otro elemento importante, son las barras de control, cuya misión es regular la actividad dentro del núcleo. Son barras móviles (de unos 4 m de longitud) que se introducen más o menos en el núcleo y regulan el número de fisiones en la unidad de tiempo y permiten variar la potencia del reactor. Cuando las barras de control están todas introducidas en el núcleo la absorción de neutrones es tal que la reacción en cadena se para. A medida que se van extrayendo del núcleo las barras, la reacción va aumentando hasta los niveles requeridos. Estas barras suelen ser de carburo de boro, o de una aleación de plata-cadmio, entre otras, por la gran absorción de neutrones que estos elementos tienen.

EL REACTOR NUCLEAR

B

B

B

TURBOGENERADOR

CONDENSADOR

GENERADOR

DE VAPOR

CIRCUITO

DE AGUA

A

PRESIÓN

(para

evitar la

ebullición)

REFRIGERANTE

VAINA

EMISOR DE

NEUTRONES BARRAS DE

CONTROL MODERADOR

VASIJA DE

ACERO

NUCLEO

HORMIGÓN

ACERO

HORMIGÓN

Reactor PWR

COMPONENTES DE UNA CENTRAL NUCLEAR (CONTINUACIÓN)

EL GENERADOR DE VAPOR. El núcleo del reactor está rodeado de un elemento refrigerante (en muchos casos agua), un fluido que se encarga de transmitir el calor producido en el mismo a los equipos de transformación de energía con la que generar energía eléctrica. El elemento refrigerante puede ser agua ligera (protio), agua pesada, (deuterio), metal liquido o gas. Habitualmente dicho núcleo está recubierto de un primer blindaje de hormigón, para proteger el recinto.

EL GRUPO TURBINA-GENERADOR. Componentes encargados de transformar la presión del vapor en energía cinética de rotación y esta en energía eléctrica.

EL CONDENSADOR. Para que la turbina funcione correctamente es necesario licuar el vapor que sale de ella y esta misión la realiza un intercambiador, que enfría hasta licuarlo, todo el vapor que sale de la turbina.

EDIFICIO DE ALMACENAMIENTO DE COMBUSTIBLE. En este recinto se guarda temporalmente el combustible radioactivo (U-235) , tanto el que va ha ser utilizado como el que ya lo ha hecho. Este último, en espera a ser trasladado o bien a un centro de reprocesamiento o enriquecimiento o bien a un depósito de almacenamiento definitivo. La instalación consiste en unas piscinas de hormigón, recubiertas de una plancha de acero y llenas de agua, donde se introduce el material radiactivo.

TIPOS DE REACTORES

TIPOS DE CENTRALES DE FISIÓN : DE PRESIÓN

TIPOS DE REACTORES

TIPOS DE CENTRALES DE FISIÓN : DE EBULLICIÓN

CO

NS

EC

UE

NC

IAS

DE

LA

EN

ER

GIA

NU

CL

EA

R

VÍDEO

FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA SEGURIDAD DE UNA CENTRAL NUCLEAR

a) No tienen posibilidad de explosión debido a la poca concentración que tienen las pastillas de uranio 235 (U-235). Como mucho 4% (enriquecido).

b) Las centrales están diseñadas para resistir terremotos, inundaciones, temporales, etc.

c) El material radiactivo tiene que pasar varias barreras entes del escape.

d) Hay una serie de sistemas de seguridad que funcionan automáticamente.

e) Se realizan varias revisiones periódicas para asegurar el buen funcionamiento.

f) Los residuos radiactivos, tanto las pastillas como los objetos que hayan podido ser contaminados son almacenados y precintados en lugares seguros.

PREGUNTAS DE REPASO

Cuales son los tres isótopos del hidrógeno. Número atómico y peso atómico.

A que denominamos masa critica, en la energía nuclear. De que cantidades

mínimas estamos hablando.

Qué productos que salen de una reacción nuclear de fisión ¿Cuáles son los más

penetrantes y como se paran?

¿Cuál es el elemento principal que hay dentro del edificio del reactor nuclear?

¿Qué son las vainas?. ¿Dónde están situadas?¿para que sirven?

¿Qué es el moderador?. ¿Dónde está situado?¿para que sirve?

¿Qué son las barras de control?. ¿Dónde están situadas?¿para que sirven?

¿Qué es la fuente de neutrones?. ¿Dónde está situada?¿para que sirve?

¿Cuál es el combustible utilizado en una central nuclear de fisión?. Describe sus

características.

¿El uranio utilizado en una central nuclear es puro?. Si no lo es que

concentración tiene.

¿Qué es una central PWR?. Describe sus características?.

¿Qué es una central BWR?. Describe sus características?

ENERGÍA NUCLEAR DE FUSIÓN

PROTONES

NEUTRONES RADIACIONES

CALOR

NEUTRÓN

HELIO (42He)

DEUTERIO

TRITIO

ENERGÍA NUCLEAR DE FUSIÓN

• Fusión (reacciones termonucleares).- Consiste en

interaccionar o unir dos núcleos de átomos ligeros para

formar otro átomo más pesado. La diferencia de masa

inicial y final es la que se degrada o desintegra

transformándose en energía en forma de calor.

• El ejemplo típico de esta reacción es la fusión del

hidrógeno, son las que en la actualidad liberan mayor

cantidad de energía, y más concretamente las de dos de

sus isótopos, el deuterio ( 21H) y el tritio ( 31H), para

formar helio (42 He), un neutrón y gran cantidad de

energía (calor). Fusión nuclear VÍDEO

ENERGÍA NUCLEAR (FUSIÓN)

• Este tipo de reacción nuclear está en vías de investigación,

y por ahora tan solo se ha utilizado en una bomba

atómica, la bomba de hidrógeno o “bomba H” donde para

que esto ocurra y alcance estas temperaturas se coloca en

el interior una pequeña bomba de fisión. Este proceso, se

cree que tan solo lo hace espontáneamente en el Sol y en

las demás estrellas.

• La dificultad mayor, es llegar en estas temperaturas. En la

actualidad hay que invertir más energía que la que

realmente se obtiene.

ENERGÍA NUCLEAR (FUSIÓN

Hay tres problemas importantes que impiden desarrollar el sistema:

a) Para conseguir estas reacciones es necesario mantener los elementos a

100.000.000 de grados, pero para que el sistema fuera útil comercialmente,

serian necesarios 300.000.000 de grados durante varios segundos.

b) No hay materiales lo suficientemente resistentes para construir recipientes

que puedan soportar estas temperaturas durante cierto tiempo. A esta

temperatura la materia está en estado de plasma.

A temperaturas de 100.000 ºC los átomos se ionizan, es decir pierden los

electrones quedando por un lado los núcleos (cargas positivas) y por el otro

los electrones (cargas negativas), a este estado se le denomina plasma. Es

muy difícil de mantenerlo en un recipiente, pues se volatilizaría, pero si

levitando en potentes campos magnéticos.

c) Sacar y aprovechar esta energía térmica para transformarla en electricidad

ENERGÍA NUCLEAR Y MEDIO AMBIENTE

IMPACTO AMBIENTAL

• El rendimiento de las centrales nucleares es bastante superior a las centrales térmicas

convencionales.

• Como se usan pequeñas cantidades de combustible y las posibilidades de reciclado de

estos materiales eliminan el riesgo de agotarse.

Negativamente influye mucho sobre el medioambiente.

• Impacto paisajístico. Belleza de determinados entornos.

• Elevan el nivel térmico de lagos y ríos por donde descargan el agua caliente.

• Emisiones de vapor de agua, que pueden hacer variar el microclima de un lugar.

• Emisión de ruidos de los turboalternadores y transformadores.

• Posibles emisiones radioactivas, bien a través del aire o del agua, pese a los múltiples

sistemas de seguridad. Los efectos sobre los seres vivos son terribles.

• Explosiones del reactor, al fundirse las paredes por el exceso de temperatura.

En las “posibles” centrales de fusión los riesgos serían más pequeños: la masa que se

emplea es muy pequeña, las radiaciones menores, así como los efectos de estas, los

residuos sólidos no son tan radiactivos

ENERGÍA NUCLEAR Y MEDIO AMBIENTE

TRATAMIENTO DE RESIDUOS

Se denominan residuos de las centrales nucleares a aquellos materiales que contienen o están

contaminados con radioisótopos (emisión de partículas radioactivas). Su clasificación es la

siguiente:

• De baja actividad: guantes, ropa, herramientas de trabajo, etc.

• De media actividad: filtros de gases y líquidos que han estado en contacto con material

radioactivo.

• De alta actividad: el combustible gastado.

Los de baja y media actividad, se mezclan con el hormigón y se introducen en bidones,

almacenándose momentáneamente en la propia central y trasladados posteriormente a

depósitos definitivos.

Los de alta actividad se almacenan provisionalmente en la propia central, dentro de piscinas de

hormigón con agua. Posteriormente estos residuos se reprocesan para obtener Pu-239, para

combustible (submarinos nucleares) del 50-90% de riqueza, armas más del 85% de riqueza

etc. o se encapsula (mezclándose con vidrio fundido) y depositarlo en minas profundas

abandonadas, geológicamente estables o en otros tipos de depósitos más o menos seguros.